CN109926734A - 一种管材定段激光切割机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管材定段激光切割机，主要涉及一种激光切割机。包括机座、机体、激光切割头；所述机体位于机座顶部，所述机体的壳体内部设有进给装置和旋转机构；所述激光切割头位于机体顶部，所述机体上设有水平调节数控伺服缸和垂直调节电动伺服缸。本发明的有益效果在于：本装置是一种自主研发的、用于管材定段激光切割的机械，能够适用于不同管径管材的定段切割，成本远低于市面系列的切割机械，但却能够自动化的完成单一的定段管材切割工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光切割机，具体是一种管材定段激光切割机。
背景技术
现有的管材激光切割机多以T系列或者TA系列的金属管材激光切割机为主，就功能性价比而言还是比较高的。但是对于管材定段激光切割加工而言，使用此系列激光切割机无异于大材小用。但是如果仅仅使用激光切割头进行管材切割，管材的进给旋转都采用人工操作，不仅对工人经验水平要求严格，而且成品率会大大降低，废品率很大，大大降低了收益。我公司的管材定段切割经营占比34％，但是收益占比却很低，究其原因就是管材定段切割技术不成熟，引进多台T系列或者TA系列的金属管材激光切割机不现实，而对于定段激光切割的管材精度要求很低，所以公司技术团队进行研发后制造了一种适用于管材定段激光切割机，很好的解决了公司目前面临的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管材定段激光切割机，它是一种自主研发的、用于管材定段激光切割的机械，能够适用于不同管径管材的定段切割，成本远低于市面系列的切割机械，但却能够自动化的完成单一的定段管材切割工作。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种管材定段激光切割机，包括机座、机体、激光切割头；所述机体位于机座顶部，所述机体的壳体内部设有进给装置和旋转机构；
进给装置：
所述进给装置包括N组可调式进给机构，N为大于2且小于7的整数，所述可调式进给机构包括对称的两个弹性可调杆、两个滚轮和调节气缸，两个弹性可调杆包括固定杆和伸缩杆，两个滚轮分别设置在两个伸缩杆的末端，两个固定杆顶部通过铰接板铰接，两个固定杆顶部分别与铰接板的两端铰接，所述调节气缸的气缸活塞杆与铰接板中心位置固定，至少一组可调式进给机构的滚轮上设有轮毂电机；
旋转机构：
所述旋转机构包括驱动电机、主动齿轮组、从动齿轮；所述机体的壳体内壁设有环形凸缘，所述从动齿轮内部为装置腔，所述进给装置位于装置腔内，所述调节气缸的气缸缸体与装置腔内壁固定，所述从动齿轮两侧设有管材通口和轮体侧壁，所述轮体侧壁上设有环形槽，所述环形凸缘配合设置在环形槽内，所述主动齿轮组与从动齿轮相啮合传动，所述主动齿轮组的主轴与驱动电机传动连接；
所述激光切割头位于机体顶部，所述机体上设有水平调节数控伺服缸和垂直调节电动伺服缸，所述水平调节数控伺服缸用来调节激光切割头的水平位移，所述垂直调节电动伺服缸用来调节激光切割头的竖直位移。
所述机体顶部外侧设有滚轮导轨，所述滚轮导轨上设有刻度线，所述滚轮导轨上还滑动连接有滑块，所述滑块上设有定位旋钮和标尺，所述滑块底部还有限位挡条。
所述限位挡条上设有压力传感器，所述压力传感器与轮毂电机通过信号连接。
所述机体后侧设有管材托放装置，所述管材托放装置包括托座和可调座，所述托座顶部设有与管材相适应的托槽，所述托座底部设有插杆，所述插杆与可调座以插接的方式可拆卸连接，所述可调座通过螺纹连接的方式进行高度调节。
所述机体上设有承接输送管道。
所述机壳的壳体两侧均设有轴承座，所述轴承座内的滚动轴承与主动齿轮组的主轴相配合。
对比现有技术，本发明的有益效果在于：
本装置的机壳内设置进给装置和旋转机构，进给装置用于管材的水平进给，进行激光切割时，旋转机构用来对管材旋转一圈360度，从而完成管材的切割。整个进给机构和旋转机构的工作原理会在下述具体实施方式中做出详细的说明。这是一种自主研发的、用于管材定段激光切割的机械，能够适用于不同管径管材的定段切割，成本远低于市面系列的切割机械，但却能够自动化的完成单一的定段管材切割工作。
附图说明
附图1是本发明结构示意图。
附图2是本发明中机体内部结构示意图。
附图中所示标号：
1、机座；2、机体；3、激光切割头；4、弹性可调杆；5、滚轮；6、调节气缸；7、固定杆；8、伸缩杆；9、铰接板；10、驱动电机；11、主动齿轮组； 12、从动齿轮；13、环形凸缘；14、装置腔；15、管材通口；16、轮体侧壁； 17、环形槽；18、主轴；19、水平调节数控伺服缸；20、垂直调节电动伺服缸； 21、滚轮导轨；22、刻度线；23、滑块；24、定位旋钮；25、标尺；26、限位挡条；27、压力传感器；28、托座；29、可调座；30、插杆；31、承接输送管道；32、轴承座。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
实施例：
本发明所述是一种自主研发的管材定段激光切割机，主体结构包括机座1、机体2、激光切割头3；所述机体2位于机座1顶部，所述机体2的壳体内部设有进给装置和旋转机构；以上为基本概述，现对具体结构作如下详述。
首先，对于进给装置：
所述进给装置包括N组可调式进给机构，N为大于2且小于7的整数，在本实施例中就设置4组，因为4组可调式进给机构即可适用于圆形管材，也适用于方形管材，若设置3组就不适用于方形管材。所述可调式进给机构包括对称的两个弹性可调杆4、两个滚轮5和调节气缸6，两个弹性可调杆4包括固定杆7和伸缩杆 8，固定杆7内设有弹簧，伸缩杆8一端伸入到固定杆7内与弹簧接触。两个滚轮5 分别设置在两个伸缩杆8的末端，在弹簧弹力的作用下，滚轮5能紧紧接触在管材的外表面。两个固定杆7顶部通过铰接板9铰接，两个固定杆7顶部分别与铰接板9的两端铰接，从而能够调整两个弹性可调杆4的倾斜角度，就像说明书附图图2所示的那样。所述调节气缸6的气缸活塞杆与铰接板9中心位置固定，通过控制调节气缸6的气缸活塞杆的收缩来控制两个弹性可调杆4与管材圆心之间的距离，从而使设备能够适用于各种直径的管材切割。至少一组可调式进给机构的滚轮5上设有轮毂电机；轮毂电机带动滚轮5的转动，通过滚轮5与管材外表面之间的摩擦力来实现管材的进给。在本实施例中，对称的两组可调式进给机构的滚轮5上设置轮毂电机，这样能保证动力的对称平衡。
其次，对于旋转机构：
所述旋转机构包括驱动电机10、主动齿轮组11、从动齿轮12；所述机体2的壳体内壁设有环形凸缘13，所述从动齿轮12内部为装置腔14，所述进给装置位于装置腔14内，所述调节气缸6的气缸缸体与装置腔14内壁固定，所有的调节气缸6的气缸缸体环形阵列分布，所述从动齿轮12两侧设有管材通口15和轮体侧壁 16，所述轮体侧壁16上设有环形槽17，所述环形凸缘13配合设置在环形槽17内，所述主动齿轮组11与从动齿轮12相啮合传动，所述主动齿轮组11的主轴18与驱动电机10传动连接；主动齿轮组11的转动带动从动齿轮12的转动，从动齿轮12 转动时就会带着管材转动。此外从动齿轮12是通过壳体内壁两侧的环形凸缘13 进行支撑的，在从动齿轮12转动过程中，通过环形槽17与环形凸缘13之间的滑动连接，从而保证从动齿轮12的稳定转动。在使用时在过环形槽17与环形凸缘 13接触面设置润滑脂来减小转动过程中的摩擦。
所述激光切割头3位于机体2顶部，所述机体2上设有水平调节数控伺服缸19 和垂直调节电动伺服缸20，所述水平调节数控伺服缸19用来调节激光切割头3的水平位移，所述垂直调节电动伺服缸20用来调节激光切割头3的竖直位移。水平调节数控伺服缸19和垂直调节电动伺服缸20能够对激光切割头3在垂直的二维平面内进行位置调节移动，从而使激光切割头3能够不同的管材切割做适应性调节。
所述机体2顶部外侧设有滚轮导轨21，所述滚轮导轨21上设有刻度线22，所述滚轮导轨21上还滑动连接有滑块23，所述滑块23上设有定位旋钮24和标尺25，所述滑块23底部还有限位挡条26。滚轮导轨21为市面上非常实用方便的导轨，根据标识的指示刻度对限位挡条26的位置调整完成后，通过旋拧滑块23侧面的定位旋钮24就可将滑块23和限位挡条26的位置定位。
所述限位挡条26上设有压力传感器27，所述压力传感器27与轮毂电机通过信号连接。在管材进给过程中，若是管材接触到限位挡条26上的压力传感器27 后，压力传感器27会接受到压力信号，然后反馈到切割机的plc控制系统，plc 控制系统控制滚轮5停转从而停止进给；当一段管材切割完成后会掉落，掉落后压力传感器27会接受到压力丢失的信号，压力丢失的信号反馈到切割机的plc控制系统，plc控制系统控制滚轮5再次转动从而进行下一此的进给工作。
所述机体2后侧设有管材托放装置，所述管材托放装置包括托座28和可调座 29，所述托座28顶部设有与管材相适应的托槽，所述托座28底部设有插杆30，所述插杆30与可调座29以插接的方式可拆卸连接，所述可调座29通过螺纹连接的方式进行高度调节。由于管材未定段切割时的长度很长，若是悬空状态会对滚轮5以及整个可调式进给机构带来很大的负荷，通过设置管材托放装置，能将管材的重力施加到管材托放装置上，从而减轻滚轮5以及整个可调式进给机构的负荷，不仅能提高装置的使用寿命，而且能保证切割的精度。
所述机体2上设有承接输送管道31。切割完成后的管材自由落下，落入到承接输送管道31内，通过承接输送管道31来输送定段切割完成的管材段。
所述机壳的壳体两侧均设有轴承座32，所述轴承座32内的滚动轴承与主动齿轮组11的主轴18相配合。轴承座32的设置能保证主动齿轮组11的主轴18 能够更加稳定的实现传动。
具体使用方法：
首先，本设计一种自主研发的管材定段激光切割机。在使用时从操作步骤分为以下几步：
第一步：首先根据定段切割加工管材的长度，通过观测标识的指示刻度对限位挡条26的位置调整到合适位置，然后通过旋拧滑块23侧面的定位旋钮24 就可将滑块23和限位挡条26的位置定位。
第二步：通过系统控制将调节气缸6的活塞杆收缩，也就是将可调式进给机构向远离从动齿轮12圆心的方向移动，然后将待切割的管材从后端插入，依次穿过机体2后侧机壳、从动齿轮12的管材通口15、机体2前侧机壳，最宠从机体2内穿出，将后段的管材稳定放置到管材托放装置上，管材托放装置承接住管材。
第三步：：通过系统控制将调节气缸6的活塞杆伸长，也就是将可调式进给机构向靠近从动齿轮12圆心的方向移动，从而将可调式进给机构调整到说明书附图图2所示的状态，两个滚轮5在弹簧弹力的作用下，滚轮5能紧紧接触在管材的外表面。
第四步：启动滚轮5上的轮毂电机，将管材进行进给运动，直到管材接触到限位挡条26上的压力传感器27。管材接触到限位挡条26上的压力传感器27 后，压力传感器27会接受到压力信号，然后反馈到切割机的plc控制系统，plc 控制系统控制滚轮5停转从而停止进给。
第五步：启动激光切割头3对管材进行激光切割，在激光切割的过程中，驱动电机10启动，从而带动主动齿轮组11转动，进而带动从动齿轮12转动，从动齿轮12转动时就会带着管材转动。从动齿轮12转动一圈360度时就会带着管材转动360度，从而完成一段管材的切割。
第六步：当一段管材切割完成后会掉落，掉落后压力传感器27会接受到压力丢失的信号，压力丢失的信号反馈到切割机的plc控制系统，plc控制系统控制滚轮5再次转动从而进行下一此的进给工作。
综上所述，本装置的机壳内设置进给装置和旋转机构，进给装置用于管材的水平进给，进行激光切割时，旋转机构用来对管材旋转一圈360度，从而完成管材的切割。整个进给机构和旋转机构的工作原理会已经在上述具体实施方式内容中做出详细的说明。这是一种自主研发的、用于管材定段激光切割的机械，能够适用于不同管径管材的定段切割，成本远低于市面系列的切割机械，但却能够自动化的完成单一的定段管材切割工作。
附加技术补充解释：
当实际使用过程中需要调整激光切割头3的位置时，水平调节数控伺服缸 19用来调节激光切割头3的水平位移，垂直调节电动伺服缸20用来调节激光切割头3的竖直位移。水平调节数控伺服缸19和垂直调节电动伺服缸20能够对激光切割头3在垂直的二维平面内进行位置调节移动，从而使激光切割头3能够不同的管材切割做适应性调节。
Claims (6)
1.一种管材定段激光切割机，其特征在于：包括机座(1)、机体(2)、激光切割头(3)；所述机体(2)位于机座(1)顶部，所述机体(2)的壳体内部设有进给装置和旋转机构；
进给装置：
所述进给装置包括N组可调式进给机构，N为大于2且小于7的整数，所述可调式进给机构包括对称的两个弹性可调杆(4)、两个滚轮(5)和调节气缸(6)，两个弹性可调杆(4)包括固定杆(7)和伸缩杆(8)，两个滚轮(5)分别设置在两个伸缩杆(8)的末端，两个固定杆(7)顶部通过铰接板(9)铰接，两个固定杆(7)顶部分别与铰接板(9)的两端铰接，所述调节气缸(6)的气缸活塞杆与铰接板(9)中心位置固定，至少一组可调式进给机构的滚轮(5)上设有轮毂电机；
旋转机构：
所述旋转机构包括驱动电机(10)、主动齿轮组(11)、从动齿轮(12)；所述机体(2)的壳体内壁设有环形凸缘(13)，所述从动齿轮(12)内部为装置腔(14)，所述进给装置位于装置腔(14)内，所述调节气缸(6)的气缸缸体与装置腔(14)内壁固定，所述从动齿轮(12)两侧设有管材通口(15)和轮体侧壁(16)，所述轮体侧壁(16)上设有环形槽(17)，所述环形凸缘(13)配合设置在环形槽(17)内，所述主动齿轮组(11)与从动齿轮(12)相啮合传动，所述主动齿轮组(11)的主轴(18)与驱动电机(10)传动连接；
所述激光切割头(3)位于机体(2)顶部，所述机体(2)上设有水平调节数控伺服缸(19)和垂直调节电动伺服缸(20)，所述水平调节数控伺服缸(19)用来调节激光切割头(3)的水平位移，所述垂直调节电动伺服缸(20)用来调节激光切割头(3)的竖直位移。
2.根据权利要求1所述一种管材定段激光切割机，其特征在于：所述机体(2)顶部外侧设有滚轮导轨(21)，所述滚轮导轨(21)上设有刻度线(22)，所述滚轮导轨(21)上还滑动连接有滑块(23)，所述滑块(23)上设有定位旋钮(24)和标尺(25)，所述滑块(23)底部还有限位挡条(26)。
3.根据权利要求2所述一种管材定段激光切割机，其特征在于：所述限位挡条(26)上设有压力传感器(27)，所述压力传感器(27)与轮毂电机通过信号连接。
4.根据权利要求1所述一种管材定段激光切割机，其特征在于：所述机体(2)后侧设有管材托放装置，所述管材托放装置包括托座(28)和可调座(29)，所述托座(28)顶部设有与管材相适应的托槽，所述托座(28)底部设有插杆(30)，所述插杆(30)与可调座(29)以插接的方式可拆卸连接，所述可调座(29)通过螺纹连接的方式进行高度调节。
5.根据权利要求1所述一种管材定段激光切割机，其特征在于：所述机体(2)上设有承接输送管道(31)。
6.根据权利要求1所述一种管材定段激光切割机，其特征在于：所述机壳的壳体两侧均设有轴承座(32)，所述轴承座(32)内的滚动轴承与主动齿轮组(11)的主轴(18)相配合。
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